رقمي دائرة تحكم في درجة الحرارة هو جهاز تحكم دقيق لدرجة الحرارة في التطبيقات الطبية والصناعية والمنزلية. هذا النظام أفضل من النظام التناظري / الثرموستات ذو الدقة الضعيفة. على سبيل المثال ، يمكن استخدامه للتحكم في درجة حرارة حاضنة حيث يكون الحفاظ على درجة حرارة دقيقة أمرًا مهمًا للغاية.

نظام تحكم رقمي في درجة الحرارة

وصف مخطط كتلة وحدة التحكم في درجة الحرارة الرقمية

يوفر نظام التحكم في درجة الحرارة الرقمي المقترح معلومات درجة الحرارة على الشاشة ، وعندما تتجاوز درجة الحرارة نقطة التحديد ، يتم إيقاف تشغيل الحمل (أي السخان). في هذا المشروع ، يتم توفير المصباح كحمل لغرض العرض. فيما يلي الرسم التخطيطي لنظام التحكم في درجة الحرارة الرقمي.

رسم تخطيطي لوحدة التحكم في درجة الحرارة الرقمية

يستخدم نظام التحكم في درجة الحرارة الرقمي المقترح متحكمًا دقيقًا من عائلة 8051 ، والذي يعد قلب التطبيق. تتكون وحدة العرض من أربعة عرض سبعة أجزاء و جهاز استشعار درجة الحرارة ويتم توصيلها بالمتحكم الدقيق.

يتم توصيل مستشعر درجة الحرارة الرقمي بالمتحكم الدقيق لاستشعار ظروف درجة الحرارة. يوفر هذا النظام أيضًا أربعة مفاتيح ضغط لضبط إعدادات درجة الحرارة.

ثم يقوم المتحكم الدقيق باستقصاء معلومات درجة الحرارة بشكل مستمر من خلال مستشعر درجة الحرارة الرقمية ويعرض على وحدة العرض المكونة من 7 أجزاء ويقوم تلقائيًا بإيقاف تشغيل المصباح ، عندما تتجاوز درجة الحرارة المقابلة نقطة التحديد.

متطلبات الأجهزة

محول (230-12 فولت تيار متردد)
منظم ضغط كهربي (LM 7805)
المعدل
منقي
متحكم (at89s52 / at89c51)
جهاز استشعار درجة الحرارة DS1621
أزرار الضغط
عرض 7 شرائح
BC547
المقاومات
المكثفات
1N4007
تناوب

متحكم (AT89S52)

Atmel AT89S52 هو متحكم دقيق قوي يعتمد على 8051 والذي يوفر حلاً عالي المرونة وفعال من حيث التكلفة للعديد من تطبيقات التحكم المضمنة.

يوفر AT89S52 الميزات القياسية التالية:

8 كيلو بايت من فلاش
256 بايت من ذاكرة الوصول العشوائي
32 خطوط الإدخال / الإخراج
مؤقت جهاز المراقبة
مؤشرا بيانات
ثلاثة عداد / عدادات 16 بت
هندسة مقاطعة ذات مستويين من ستة ناقلات
منفذ تسلسلي مزدوج الاتجاه
مذبذب على الرقاقة ، ودائرة على مدار الساعة

ويرد مخطط دبوس أدناه.

8051 متحكم

مستشعر درجة الحرارة DS1621

المستشعر عبارة عن جهاز يستقبل إشارة أو حافزًا ويستجيب لها. يمكن لجهاز الاستشعار تحويل الإشارة المستلمة إلى شكل كهربائي فقط.

ال مستشعر درجة الحرارة DS 1621 يوفر الميزات القياسية التالية:

القياسات لا تتطلب مكونات خارجية
يقيس درجات الحرارة من -55 درجة مئوية إلى + 125 درجة مئوية بزيادات 0.5 درجة مئوية (67 درجة فهرنهايت إلى 257 درجة فهرنهايت بزيادات 0.9 درجة فهرنهايت)
تتم قراءة درجة الحرارة كقيمة 9 بت (نقل 2 بايت)
نطاق إمداد طاقة واسع (2.7 فولت إلى 5.5 فولت)
يحول درجة الحرارة إلى كلمة رقمية في أقل من ثانية واحدة
الإعدادات الثرموستاتية قابلة للتحديد من قبل المستخدم وغير متطايرة
تتم قراءة البيانات من / كتابتها عبر واجهة تسلسلية ثنائية الأسلاك (خطوط إدخال / إخراج مفتوحة للتصريف)
تشمل التطبيقات أدوات التحكم في درجة الحرارة أو الأنظمة الصناعية أو المنتجات الاستهلاكية أو موازين الحرارة أو أي نظام حساس للحرارة
إنها حزمة DIP أو SO ذات 8 أسنان

دبوس الوصف

DS1621 وصف دبوس

“كيف يعمل جهاز إرسال FM ”

SDA - إدخال / إخراج البيانات التسلسلية بسلكين
SCL - الساعة التسلسلية ذات الأسلاك
GND - الأرض
TOUT - إشارة خرج الترموستات
A0 - إدخال عنوان رقاقة
A1 - إدخال عنوان الشريحة
A2 - إدخال عنوان رقاقة
VDD - جهد إمداد الطاقة

يظهر الرسم التخطيطي الوظيفي لـ DS1621 في الشكل أدناه.

DS1621 مخطط الكتلة الوظيفية

يوفر DS1621 قراءات درجة حرارة 9 بت ، والتي تشير إلى درجة حرارة الجهاز. تنشط إشارة خرج منظم الحرارة (TOUT) عندما تتجاوز درجة حرارة الجهاز درجة حرارة يحددها المستخدم (TH).

يظل الناتج نشطًا حتى تنخفض درجة الحرارة عن درجة حرارة يحددها المستخدم TL ، مما يسمح بأي تباطؤ ضروري. يتم تخزين إعدادات درجة الحرارة التي يحددها المستخدم في ذاكرة غير متطايرة ، لذا يمكن برمجة الأجزاء قبل إدخالها في النظام.

يتم إرسال جميع إعدادات درجة الحرارة وقراءات درجة الحرارة إلى / من DS1621 من متحكم عبر واجهة تسلسلية بسيطة ثنائية الأسلاك (I2C) .

قياس درجة الحرارة

يقيس DS1621 درجة الحرارة باستخدام مستشعر درجة الحرارة القائم على فجوة النطاق. دلتا سيجما محول تناظري إلى رقمي (ADC) يحول درجة الحرارة المقاسة إلى قيمة رقمية يتم معايرتها بالدرجة المئوية أو درجة فهرنهايت.

يتم توفير قراءة درجة الحرارة في قراءة مكملة من 9 بت ، اثنان عن طريق إصدار أمر قراءة درجة الحرارة. يتم إرسال البيانات من خلال الواجهة التسلسلية ثنائية الأسلاك - MSB أولاً ( واجهة الاتصال التسلسلي I2C ).

“ما هو الوصول المباشر للذاكرة dma ”

عرض الأجزاء السبعة الأساسية

هذا الإصدار هو إصدار الأنود الشائع. هذا يعني أن الجزء الموجب لكل LED متصل بنقطة مشتركة وهي الدبوس 3 ، Vcc في هذه الحالة. كل الصمام الثنائي الباعث للضوء لها ساق سالبة متصلة بأحد دبابيس الجهاز.

شاشة LED من 7 شرائح

لجعله يعمل ، تحتاج إلى توصيل دبوس 3 إلى 5 فولت. ثم لجعل كل قطعة تضيء ، قم بتوصيل دبوس الأرض الذي أدى إلى الأرض من خلال المقاوم. يمكن استخدامه أيضًا من خلال أي منفذ منفذ متحكم دقيق في وضع الغرق على سبيل المثال. PORT 0 في 8051 سلسلة متحكم.

برمجة

استخدمنا لغة 'C' لكتابة كود التطبيق وتجميعنا باستخدام مترجم KEIL micro vision (IDE). بعد الانتهاء من كتابة البرنامج ، سيتم تحويل هذا الرمز إلى رمز سداسي عشري من أجل قيادة وحدة التحكم الدقيقة. يتم حرق الكود السداسي الذي تم إنشاؤه في وحدة التحكم الدقيقة باستخدام مبرمج مناسب.

اتصالات الرسم التخطيطي لوحدة التحكم في درجة الحرارة الرقمية

مطلوب مصدر طاقة 5 فولت لتشغيل النظام ، متصل بـ 40 دبوس من متحكم دقيق و GND متصل بـ 20 دبوس. يتم توصيل Pin 1.0 إلى 1.3 من المنفذ 1 بأزرار الدفع. تتصل الدبابيس 3.5 إلى 3.7 من متحكم دقيق بـ 1 ، 2 ، 3 دبابيس من مستشعر درجة الحرارة DS1621 على التوالي.

رسم تخطيطي رقمي للتحكم في درجة الحرارة

يتم توصيل Pin 0.0 إلى 0.6 من المنفذ 0 من Microcontroller بشاشة 7 مقاطع. يتم توصيل دبوس 2.0 إلى 2.3 من المنفذ 2 من وحدة التحكم الدقيقة بالترانزستورات. يتصل Pin 2.4 بترانزستور آخر BC547 الذي يقود التتابع.

عمل

يستخدم المشروع جهاز استشعار رقمي لدرجة الحرارة DS1621 والذي يتم توصيله بوحدة تحكم دقيقة. يستشعر سطح IC المكون من 8 سنون درجة الحرارة المحيطة لتقديم البيانات الرقمية بشكل متسلسل عند الطرف رقم 1 ، والتي يتم عرضها من وحدة التحكم الدقيقة بمقدار 4 وحدات من عرض الأنود المشترك المكون من 7 مقاطع كل الموازي متصلة بالمنفذ '0'.

يتم توصيل أربعة مفاتيح بأزرار ضغط بوحدة تحكم دقيقة مع مقاومات سحب للمساعدة في برمجة درجة الحرارة المحددة حسب الرغبة. الإخراج من Microcontroller عند الطرف 25 يقود الترانزستور الذي بدوره يقود المرحل الذي يقوم بتشغيل أو إيقاف تشغيل السخان للحفاظ على درجة الحرارة.

ومع ذلك ، يستخدم المشروع مصباحًا بدلاً من المدفأة لأغراض توضيحية. سوف يكون المصباح في وضع التشغيل بشكل طبيعي ليُطفأ بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المحددة.

تطبيقات التحكم في درجة الحرارة الرقمية

فيما يلي بعض الأمثلة على التطبيقات التي يجب إيلاء اهتمام خاص لها.

الاستخدامات الخارجية التي تنطوي على تلوث كيميائي محتمل أو تداخل كهربائي
أنظمة التحكم في الطاقة النووية وأنظمة الاحتراق وأنظمة السكك الحديدية وأنظمة الطيران
المعدات الطبية وآلات التسلية والمركبات ومعدات السلامة والمنشآت الخاضعة لقواعد صناعية أو حكومية منفصلة
الأنظمة والآلات والمعدات التي يمكن أن تشكل خطرًا على الحياة أو الممتلكات

وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بالتحكم الرقمي في درجة الحرارة باستخدام متحكم دقيق. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم.

علاوة على ذلك ، أي استفسارات بخصوص هذا المفهوم أو المشاريع القائمة على وحدة التحكم الدقيقة ، يرجى تقديم ملاحظاتك من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. هذا سؤال لك ، ما هي وظيفة العرض المكون من 7 أجزاء؟